Плотность — это физическая величина, которая показывает, сколько массы вещества содержится в единице объёма.
Плотность вещества — это масса, которая содержится в одном кубическом метре или в одном кубическом сантиметре этого вещества.
Как правило, плотность разных веществ различна: одни вещества легче, другие тяжелее.
Например, алюминий имеет плотность 2,7 г/см³, а вода — 1 г/см³. Это означает, что масса алюминия в единице его объёма больше массы воды в единице её объёма, так как плотность алюминия больше плотности воды.
Из определения плотности можно вывести формулу, с помощью которой можно рассчитать плотность вещества:
$ρ = \frac{m}{V}$, где
$m$ — масса вещества,$V$ — занимаемый веществом объём.
Единицей измерения плотности вещества в системе единиц СИ является килограмм на кубический метр (кг/м³).
Плотность вещества можно вычислить, если известна масса тела и его объём. Например, если масса тела составляет 45 кг, а объём этого тела равен 0,03 м³, то плотность вещества будет равна:
1) $ρ = \frac {45}{0,03} = 1500$ (кг/м³)
Если известна плотность вещества и объём тела, то можно вычислить массу тела. Для этого плотность вещества необходимо умножить на объём тела:
2) $m = ρ * V$
Задача:
Кусок металла имеет массу 2,1 кг и объём 300 см³. Из какого вещества изготовлен кусок металла?
Решение:
Найдём плотность вещества, из которого изготовлен кусок металла:
Вещество | Плотность, г/см³ |
---|---|
Вода | 1 |
Воздух | 0.0012 |
Мёд | 1.35 |
Сталь | 7.8 |
Алюминий | 2.7 |
Бензин | 0.71 |
Плотность одного и того же вещества в твёрдом, жидком и газообразном состоянии различна. Например, плотность льда при 0 °С примерно равна 900 кг/м³, воды при 20 °С — 1000 кг/м³, водяного пара при 100 °С и нормальном атмосферном давлении — 0,59 кг/м³.
Какова масса железного листа длиной 1 м, шириной 80 см и толщиной 1 мм? (Плотность железа $7800 \frac{кг}{м^3}$)
Определите массу оконного стекла длиной 3 м, высотой 2,5 м и толщиной 0,6 см. (Плотность стекла $2500 \frac{кг}{м^3}$).
Масса чугунного шара объёмом 1,45 дм³ равна 2,9 кг. Сплошной этот шар или полый? (Плотность чугуна $7000 \frac{кг}{м^3}$).
Рассчитайте плотность пробки массой 120 г, если её объём равен 125 см³.
Найдите массу дубовой балки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,15 м². Плотность дуба равна $700 \frac{кг}{м^3}$.
На площадь 10 см² действует сила 10 кН. Определите давление, оказываемое этой силой.
Какое давление оказывает на грунт гранитная колонна объёмом 6 м³, если площадь основания колонны 1,5 м²? Плотность гранита $2600 \frac{кг}{м^3}$.